CN221033399U - 一种自动启闭的开关阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动启闭的开关阀，属于运载火箭流体控制领域，包括上阀盖、阀体、阀芯组件、下阀盖、复位弹簧和阀杆；开关阀配置成在非工作状态时，依靠所述复位弹簧的弹性力使所述阀芯组件固定，使阀门处于关闭状态；在工作状态时，所述阀腔内的液体压力推动所述阀芯组件移动，使阀门处于开启状态。本发明的一种自动启闭的开关阀能够代替火箭输送系统中的破裂膜片或电爆阀，可靠性好，可重复使用，因此具有很高的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及运载火箭流体控制领域，特别涉及一种自动启闭的开关阀。
背景技术
运载火箭在射前准备和点火阶段，需对火箭贮箱进行补压操作，以满足系统要求。增压补压组件中的阀门在通常状态下处于封闭状态，防止管路介质进入到下游各个执行机构，影响系统整体功能。增压补压组件中的常闭阀门通常用使用破裂膜片或者电爆阀等，这两种阀门目前都在使用有效。但是破裂膜片需用外部气源作动能，或用推进剂本有压力切破膜片只能一次使用。电爆阀一般利用电爆管作为电起爆器进行起爆，驱动实现流体通路的启闭，需用外部供电，价格昂贵，而且只能使用一次。此外电爆阀在火箭发射前需做系统可靠性试验，发射前需再次更换已破坏的阀门，操作繁琐。
有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种自动启闭的开关阀，能够代替火箭输送系统中的破裂膜片或电爆阀，满足运载火箭在射前准备和点火阶段火箭贮箱的补压操作，且在发射前无需更换。
一种自动启闭的开关阀，包括：上阀盖(20)、阀体(30)、阀芯组件(40)、下阀盖(50)、复位弹簧(70)、阀杆(90)；
所述阀体(30)内设置有阀腔；所述阀体(30)上设置有与所述阀腔连接的阀入口(A1)和阀出口(B1)；
所述阀芯组件(40)设置在所述阀腔内并可沿所述阀腔滑动；所述阀芯组件(40)通过所述复位弹簧(70)与所述阀体(30)的第一端连接；所述阀芯组件(40)通过所述阀杆(90)与所述阀体(30)的第二端连接；
所述开关阀配置成在非工作状态时，依靠所述复位弹簧(70)的弹性力使所述阀芯组件(40)固定，使阀门处于关闭状态；在工作状态时，所述阀腔内的液体压力推动所述阀芯组件(40)移动，使阀门处于开启状态。
优选的，所述开关阀在工作状态时，所述阀芯组件(40)上游与液体接触的面积大于所述阀芯组件(40)下游与液体接触的面积。
优选的，所述开关阀在工作状态时，所述阀芯组件(40)上游面与所述阀芯组件(40)下游面的受力差大于所述复位弹簧(70)的弹力。
优选的，所述的阀芯组件(40)包括阀芯内衬套(41)、阀芯体(42)和阀芯外衬套(43)；所述阀芯外衬套(43)套设于所述阀芯体(42)的外周向和下游面；所述阀芯内衬套(41)固设于所述阀芯体(42)的上游面。
优选的，所述阀芯体(42)的刚性小于所述阀芯内衬套(41)和所述阀芯外衬套(43)的刚性。
优选的，所述阀芯内衬套(41)为金属内衬套；所述阀芯外衬套(43)为金属外衬套；所述阀芯体(42)为塑料阀芯体；所述阀芯内衬套(41)与所述阀芯外衬套(43)由相同材质制成。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
1、本实用新型能够代替火箭输送系统中的破裂膜片或电爆阀，满足运载火箭在射前准备和点火阶段火箭贮箱的补压操作。
2、本实用新型具有较好的可靠性好，且能够重复使用，有效避免火箭增压补压组件的多次测试和更换，降低了火箭的发射和时间成本。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
附图中：
图1为本实用新型开关阀第一视角的剖面示意图；
图2为本实用新型开关阀第二视角的剖面示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、阀盖固定螺钉，20、上阀盖，30、阀体，40、阀芯组件，41、阀芯内衬套，42、阀芯体，43、阀芯外衬套，50、下阀盖，60、封堵螺钉，70、复位弹簧，80、固定螺母，90、阀杆，Q1、下侧腔体，Q2、阀杆通路，Q3、上侧腔体，A1、阀入口，B1、阀出口。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1及图2所示，一种自动启闭的开关阀，包括：上阀盖20、阀体30、阀芯组件40、下阀盖50、复位弹簧70、阀杆90。
阀体30内设置有阀腔，阀体30上设置有与阀腔连接的阀入口A1和阀出口B1。
上阀盖20盖设于阀腔的一端，通过阀盖固定螺钉10与阀体30固定连接，上阀盖20与阀体30接触径向壁面内设有密封圈。下阀盖50盖设于阀腔的另一端，通过阀盖固定螺钉10与阀体30固定连接，下阀盖50与阀体30接触径向壁面内设有密封圈。下阀盖50上设有复位弹簧70的定位凸台。
阀芯组件40设置在阀腔内并可沿阀腔滑动；阀芯组件40通过复位弹簧70与阀体30的第一端连接；阀芯组件40通过阀杆90与阀体30的第二端连接。
阀杆90与阀芯组件40一体成型，阀杆90与阀体30径向壁面内设有密封圈。阀杆90通过固定螺母80与阀芯组件40连接。
开关阀配置成在非工作状态时，依靠复位弹簧70的弹性力使阀芯组件40固定，使阀门处于关闭状态；在工作状态时，阀腔内的液体压力推动阀芯组件40移动，使阀门处于开启状态。
优选的，开关阀在工作状态时，阀芯组件40上游与液体接触的面积大于阀芯组件40下游与液体接触的面积，使得阀芯组件40上游的受力大于下游的受力。具体来看，开关阀在工作状态时，阀芯组件40上游面与阀芯组件40下游面的受力差大于复位弹簧70的弹力，使得开关阀在工作状态时能够保持常开状态。
阀芯组件40包括阀芯内衬套41、阀芯体42和阀芯外衬套43；阀芯外衬套43套设于阀芯体42的外周向和下游面；阀芯内衬套41固设于阀芯体42的上游面。
作为实用新型的一个优选实施例，为了保证阀门的密封性，阀芯体42的刚性小于阀芯内衬套41和阀芯外衬套43的刚性，使得其既能保证良好的密封性，同时又可以保证阀芯与阀杆90可靠的接触。
进一步的，阀芯内衬套41为金属内衬套；阀芯外衬套43为金属外衬套；阀芯体42为塑料阀芯体；阀芯内衬套41与阀芯外衬套43由相同材质制成。阀芯组件40采用“金属外衬套-塑料阀芯-金属内衬套”的形式，此种设置能够同时保证开关阀具有良好的密封性以及阀芯与阀杆90接触的可靠性，同时易于加工制造。
作为实用新型的另一个优选实施例，根据需求，可对复位弹簧70的弹性系数进行调节，从而达到控制阀门自动开启的压力值。
作为实用新型的另一个优选实施例，阀体30还设置有泄露孔，用于在检修状态下放出内部液体。所述泄露孔处安装有封堵螺钉60，以保证开关阀在正常工作状态下的密封。
使用时，阀入口A1连接高压气瓶等补压组件，阀出口B1连接至液压管路系统。在非工作状态时，复位弹簧70对阀芯组件施加一个向上的力，使得阀芯组件将阀入口A1和阀出口B1封闭，阀门处于关闭状态。
在工作状态时，补压组件通过管路和阀入口A1对阀腔内输入高压液体介质，高压液体介质对阀芯组件施加一个向下的力，当该合力大于复位弹簧70的弹力时，阀芯组件40向下移动，将阀入口A1与阀出口B1连通，阀门开启。
阀门开启后，管路液体介质通过阀门阀腔进入下侧腔体Q1，进而通过阀杆90通路Q2进入上侧腔体Q3。因为上侧腔体与阀芯组件40的接触面积较大，阀杆90受到一个向下的力，使得阀芯组件40继续向下移动，即使管路介质压力低于开启压力，阀门依然处于开启状态。
当管路内介质压力低于关闭压力时，阀芯组件40受到的介质压力小于复位弹簧70的弹力，阀芯组件40向上移动，将阀入口A1与阀出口B1封闭，阀门关闭。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动启闭的开关阀，其特征在于，包括：上阀盖(20)、阀体(30)、阀芯组件(40)、下阀盖(50)、复位弹簧(70)、阀杆(90)；
所述阀体(30)内设置有阀腔；所述阀体(30)上设置有与所述阀腔连接的阀入口(A1)和阀出口(B1)；
所述阀芯组件(40)设置在所述阀腔内并可沿所述阀腔滑动；所述阀芯组件(40)通过所述复位弹簧(70)与所述阀体(30)的第一端连接；所述阀芯组件(40)通过所述阀杆(90)与所述阀体(30)的第二端连接；
所述开关阀配置成在非工作状态时，依靠所述复位弹簧(70)的弹性力使所述阀芯组件(40)固定，使阀门处于关闭状态；在工作状态时，所述阀腔内的液体压力推动所述阀芯组件(40)移动，使阀门处于开启状态。
2.如权利要求1所述的一种自动启闭的开关阀，其特征在于，所述开关阀在工作状态时，所述阀芯组件(40)上游与液体接触的面积大于所述阀芯组件(40)下游与液体接触的面积。
3.如权利要求2所述的一种自动启闭的开关阀，其特征在于，所述开关阀在工作状态时，所述阀芯组件(40)上游面与所述阀芯组件(40)下游面的受力差大于所述复位弹簧(70)的弹力。
4.如权利要求3所述的一种自动启闭的开关阀，其特征在于，所述的阀芯组件(40)包括阀芯内衬套(41)、阀芯体(42)和阀芯外衬套(43)；所述阀芯外衬套(43)套设于所述阀芯体(42)的外周向和下游面；所述阀芯内衬套(41)固设于所述阀芯体(42)的上游面。
5.如权利要求4所述的一种自动启闭的开关阀，其特征在于，所述阀芯体(42)的刚性小于所述阀芯内衬套(41)和所述阀芯外衬套(43)的刚性。
6.如权利要求5所述的一种自动启闭的开关阀，其特征在于，所述阀芯内衬套(41)为金属内衬套；所述阀芯外衬套(43)为金属外衬套；所述阀芯体(42)为塑料阀芯体；所述阀芯内衬套(41)与所述阀芯外衬套(43)由相同材质制成。
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